Den termiske ledningsevne af metaller og dets anvendelse

Metaller - et stof med en krystalstruktur. Ved opvarmning, de er i stand til at smelte, dvs. i en flydende tilstand. Nogle af dem har et lavt smeltepunkt: de kan smeltes ved at placere en almindelig ske og holde flammen af et stearinlys. Denne bly og tin. Andre kan smeltes kun i særlige ovne. Høj smeltepunkt har kobber og jern. For sin reduktion til metallet additiv indføres. De opnåede legeringer (stål, bronze, støbejern, messing) har et smeltepunkt lavere end grundmetallet.

Fra hvad betyder smeltepunktet for metallet? De har alle visse karakteristika - varmekapacitet og varmeledningsevne af metaller. Varmekapaciteten er evnen til at absorbere varme, når det opvarmes. Dens numerisk indeks - specifik varme. Under det er en mængde energi, som er i stand til at absorbere en masseenhed af metal, som opvarmes med 1 ° C. Fra dette tal afhænger af brændstofforbruget i opvarmning af et metal emne til en ønsket temperatur. Den specifikke varme af de fleste metaller ligger inden for området 300-400 J / (kg * K), metallegeringer - 100-2000 J / (kg * K).

Den termiske ledningsevne af metaller - er overførslen af varme fra den varmere til de koldere partikler ved Fourier lov i deres makroskopiske immobilitet. Det afhænger af strukturen af materialet, dets kemiske sammensætning og typen af interatomare binding. I metaller, er varmeoverførslen båret af elektroner, andre faste materialer - fononer. Den termiske ledningsevne af metal er højere, jo mere perfekt krystallinske struktur de har. Jo flere metalurenheder er, jo mere ændret krystalgitter, og jo lavere varmeledningsevne. Legerende gøre en sådan forvrængning i metalkonstruktionen, og formindsker den termiske ledningsevne i forhold til grundmetallet.

Alt metal er en god varmeledningsevne, men den ene højere end den anden. Eksempler på sådanne metaller - guld, kobber og sølv. Lavere varmeledningsevne - tin, aluminium og jern. Forøget termisk ledningsevne af metaller er en fordel eller en ulempe, afhængigt af omfanget af deres anvendelse. For eksempel kræver det en metalskål til hurtig opvarmning af fødevarer. Samtidig er brugen af metaller med høj varmeledningsevne til fremstilling af køkkentøj håndtag gør det vanskeligt at bruge - håndtere for hurtigt opvarmet, og for dem er det umuligt at røre ved. Derfor bruger isolationsmaterialer her.

Et andet kendetegn ved metal påvirker dets egenskaber - termisk ekspansion. Det vises som en stigning i mængden af metallet, når det opvarmes og faldende - under afkøling. Dette fænomen er absolut nødvendigt at tage hensyn til fremstilling af metalprodukter. Fx pan låg lave fakturaer, fra tepotter også tilvejebragt et mellemrum mellem dækslet og huset, således at når opvarmede dæksel ikke sidder fast.

For hvert metal blev beregnet koefficient for termisk udvidelse. Den bestemmes ved opvarmning ved 1 ° C testprøve har en længde på 1 m. Den største koefficient er bly, zink, tin. Mindre det af kobber og sølv. Selv lavere - jern og guld.

Ved kemiske egenskaber af metallerne er opdelt i flere grupper. Der aktive metaller (for eksempel kalium eller natrium), der kan går reagere med luft eller vand. De seks mest aktive metaller, der udgør den første gruppe i det periodiske system kaldes basisk. De har lidt smeltepunkt og så bløde, at de kan skæres med en kniv. Ved at kombinere med vand, danner de alkaliske opløsninger, deraf deres navn.

Den anden gruppe består af jordalkalimetallerne -. Calcium, magnesium, etc. De findes i mange mineraler og et ildfast fast stof. Eksempler på disse metaller, kunne tredje og fjerde grupper tjene som bly og aluminium. Det er ganske bløde metaller, og de bruges ofte i legeringer. Overgangsmetallerne (jern, chrom, nikkel, kobber, guld, sølv) er mindre aktive, en smedning, og ofte anvendes i industrielle anvendelser som legeringer.

Positionen af hvert metal i rækken aktivitet karakteriserer dens evne til at reagere. Jo mere aktiv metallet, jo lettere den opsamler oxygen op. De er meget vanskelige at adskille fra forbindelser, mens lav aktivitet arter af metaller kan findes i sin rene form. Den mest aktive af dem - kalium og natrium - Hold petroleum ud af det de straks oxideret. Af de metaller, der anvendes i industrien, kobber er det mindst aktive. Derfra, tanke og varmtvandsrør og elektriske ledninger.